JP2003148592A

JP2003148592A - カム装置

Info

Publication number: JP2003148592A
Application number: JP2001350048A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Shima; 和義島; Osamu Watanabe; 治渡辺; Kazuki Yao; 和基矢尾
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】動作用カムが溝カムなどであったとしても動
作用カムのトルク変動を抑制することがバランス用カム
を備えてなるカム装置を提供する。【解決手段】本発明に係るカム装置１は、カム軸２に
軸支された動作用カム３と、この動作用カム３と同一の
カム軸２に軸支されて動作用カム３の回転を促進させる
方向のトルクを付与するバランス用カム４、５とを備え
てなり、動作用カム３の変位部分と対応する位置でバラ
ンス用カム４、５に負荷を印加してトルクを発生させる
負荷印加手段９、１０を具備していることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カム装置に係り、
特に、動作用カムの回転中に発生するトルク変動を抑制
できるカム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、動作用カムが平面カムとして
一般的な板カム、いわゆる外縁カムである場合には、そ
のカム面に沿ってカムフォロアが摺動しているため、外
縁カムの変位部分、つまり、谷部から山部へと変位する
部分でカムフォロアにより外縁カムの回転を停止させる
方向のトルクが作用することになる。そして、山部から
谷部へと変位する外縁カムの変位部分では、カムフォロ
アにより外縁カムの回転を促進する方向のトルクが作用
するのが通常である。

【０００３】そこで、動作用カムにおける負荷トルク変
動を抑制しようとする場合、図５に示す構成のカム装置
５１を用いることが知られている。すなわち、このカム
装置５１は、動作用の外縁カム５２とは相反する形状の
カム面を有するバランス用の外縁カム５３を外縁カム５
２と同一のカム軸５４で軸支し、この外縁カム５３によ
って外縁カム５２のトルク変動を抑制する反対方向のト
ルクを付与する。つまり、このカム装置５１では、外縁
カム５３のカム面にカムフォロア５６を摺動させること
により、外縁カム５２に回転を停止させる方向のトルク
が作用するとき、フォロア５６から外縁カム５３に負荷
を印加せしめて外縁カム５３に回転を促進する方向のト
ルクが発生するようにしているのである。

【０００４】さらに詳しく説明すると、動作用の外縁カ
ム５２は、図６（ａ）に示すカム線図のようにカムフォ
ロア５５を変位させる。これに対し、バランス用の外縁
カム５３は、図６（ｂ）に示すカム線図のようにカムフ
ォロア５６を変位させる。このようなカムフォロア５
５、５６の変位において、外縁カム５２にあっては、カ
ムの回転角０−ａ間では回転を停止させる方向のトルク
が作用し、ｂ−ｃ間では回転を促進する方向のトルクが
作用する。一方、外縁カム５３にあっては、カムの回転
角０−ａ間では回転を促進する方向のトルクが作用し、
ｂ−ｃ間では回転を停止させる方向のトルクが作用す
る。したがって、外縁カム５２におけるトルク変動は、
外縁カム５３で発生するトルクの作用によって抑制され
る。

【０００５】また、一般的な動作用カムが外縁カム５２
に限定されず、図７（ａ）、（ｂ）で示すような溝カム
５８、つまり、カムフォロア５９が収容される溝５８ａ
を外面カム５８ｂ及び内面カム５８ｃにて形成してなる
溝カム５８であってもよいことは勿論である。さらに、
このような溝カム５８に代わる動作用カムとして図８に
示すようなもの、つまり、カム面が相反する形状とされ
た２つの外縁カム６１、６２を互いに対面させてなり、
外縁カム６１、６２それぞれのカム面を摺動するカムフ
ォロア６３、６４がカム軸６５を介して対向配置された
構成のものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、動作用
カムが溝カム５８である場合は、その変位部分において
必ずカムフォロア５９が外面カム５８ｂまたは内面カム
５８ｃのいずれか一方の谷部から山部へと変位する部分
に当接している状態となることが避けられない。そのた
め、溝カム５８を動作用カムとする限りは、カムフォロ
ア５９を変位させる場合にカムフォロア５９によって溝
カム５８の回転を停止させる方向のトルクが作用するこ
とになる。また、２つの外縁カム６１、６２を対面させ
ており、これらの外縁カム６１、６２をカムフォロア６
３、６４で挟み込んだ構成を有する動作用カムの場合
も、溝カム５８と同様の不都合が発生することになって
いた。すなわち、このような動作用カムである限りは、
その変位部分において回転を止める方向のトルクが発生
することになり、動作用カムのトルク変動を抑制する１
つのバランス用カムを使用しているだけではトルク変動
を打ち消すことができなかった。

【０００７】本発明は、これらの事由に鑑みてなしたも
のであり、動作用カムが溝カムなどであったとしても動
作用カムのトルク変動を抑制することができるバランス
用カムを備えてなるカム装置の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明のカ
ム装置は、カム軸に軸支された動作用カムと、この動作
用カムと同一のカム軸に軸支されて動作用カムの回転を
促進させる方向のトルクを付与するバランス用カムとを
備えてなり、動作用カムの変位部分と対応する位置で前
記バランス用カムに負荷を印加してトルクを発生させる
負荷印加手段を具備していることを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る発明のカム装置は、請求項
１の構成において、負荷印加手段は、カム軸の軸心と略
直交する方向で進退動作することによりバランス用カム
にトルクを発生させるものであることを特徴とする。

【００１０】請求項３に係る発明のカム装置は、請求項
１または請求項２の構成において、バランス用カムは、
同一のカム軸に軸支された２つの外縁カムからなり、一
方の外縁カムは動作用カムと同一形状のカム面を有し、
かつ、他方の外縁カムは動作用カムと相反する形状のカ
ム面を有していることを特徴とする。

【００１１】請求項４に係る発明のカム装置は、請求項
１または請求項２の構成において、バランス用カムは、
カム軸に配設された１つの溝カムからなり、この溝カム
には動作用カムのカム面と同一形状若しくは相反する形
状の溝が形成されていることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１３】（実施の形態１）図１は実施の形態１に係
るカム装置を簡略化して示す斜視図であり、図２はその
カム線図である。本実施の形態に係るカム装置１は、カ
ム軸２に軸支された動作用カムである溝カム３と、同一
のカム軸２に軸支されたうえで溝カム３の回転を促進さ
せる方向のトルクを付与するバランス用カムとして機能
する２つの外縁カム４，５とを備えている。そして、こ
の溝カム３は、従来の形態と同様、カムフォロア６が収
容される溝３ａを外面カム３ｂ及び内面カム３ｃにて形
成してなる。

【００１４】また、バランス用カムである外縁カム４，
５の一方、例えば、第１の外縁カム４は、動作用カムで
ある溝カム３を構成する外面カム３ｂのカム面と同一形
状のカム面４ａを有している。さらに、他方の外縁カム
５は、溝カム３を介して外縁カム４と対向する位置を選
択したうえでカム軸２に軸支されており、溝カム３を構
成する外面カム３ｂのカム面と相反する形状のカム面５
ａを有している。

【００１５】さらにまた、第１及び第２の外縁カム４，
５それぞれのカム面４ａ、５ａに対してはカムフォロア
７、８が当接しており、これらのカムフォロア７、８は
各々のカム面４ａ、５ａそれぞれに沿って摺動し得るよ
うになっている。９、１０はエアシリンダであり、溝カ
ム３及び外縁カム４、５が軸支されたカム軸２の軸心と
略直交する方向で進退動作することにより、各カムフォ
ロア７、８を介して外縁カム４、５それぞれにトルクを
発生させる負荷印加手段を構成する。なお、負荷印加手
段は、エアシリンダに限定されることはなく、油圧シリ
ンダやスプリングを利用して機械的に構成された押圧機
構などであっても差し支えないことは勿論である。

【００１６】すなわち、これらのエアシリンダ９、１０
は、バランス用カムである外縁カム４、５それぞれの変
位部分、つまり、第１及び第２の外縁カム４、５におけ
る谷部から山部へと変位する部分、及び、山部から谷部
へと変位する部分のそれぞれと対応する位置で同期して
進退動作する構成となっている。そして、エアシリンダ
９、１０の進出動作によりバランス用カムである外縁カ
ム４、５の各々に対して負荷が印加されることになり、
負荷が印加された外縁カム４、５ではトルクが発生す
る。

【００１７】さらに、第１及び第２の外縁カム４、５そ
れぞれに発生したトルクは、カム軸２を介して溝カム３
へと付与される。そして、このようにして外縁カム４、
５で発生したトルクが付与される結果、溝カム３におけ
るトルク変動は抑制されることとなる。

【００１８】すなわち、本実施の形態に係るカム装置１
においては、次のような動作が実行される。まず、動作
用カムが溝カム３である際には、溝カム３の回転に伴っ
て図２（ａ）のカム線図に示すようにカムフォロア６が
変位する。そして、前述したように、カムの回転角０−
ａ間でもｂ−ｃ間でもカムフォロア６の変位部分では必
ずカムフォロア６が外面カム３ｂまたは内面カム３ｃの
いずれかの一方の谷部から山部へと変位する部分に当接
している。したがって、溝カム３を動作用カムとした場
合は、その変位部分で溝カム３の回転を停止させる方向
のトルクが作用する。

【００１９】ところが、このカム装置１にあっては、動
作用カムである溝カム３と同一のカム軸２によって軸支
されたバランス用カムである第１及び第２の外縁カム
４、５を備えており、第１の外縁カム４は溝カム３の外
面カム３ｂと同一形状のカム面４ａを有し、第２の外縁
カム５は外面カム３ｂと相反する形状のカム面５ａを有
している。したがって、本来的には、カムフォロア７は
外縁カム４の回転に伴って図２（ｂ）のカム線図に示す
ように、カムフォロア８は外縁カム５の回転に伴って図
２（ｃ）のカム線図に示すように、それぞれ変位し、そ
れぞれには相反する方向のトルクが発生することにな
る。

【００２０】しかし、外縁カム４、５のそれぞれに対し
ては、その谷部から山部へと変位する部分、及び、山部
から谷部へと変位する部分のそれぞれと対応する位置で
進退動作することにより、各外縁カム４、５に対してト
ルクを発生させるエアシリンダ９、１０が付設されてい
る。そして、このカム装置１では、溝カム３の外面カム
３ｂと同一形状のカム面４ａを有する外縁カム４のカム
面４ａが谷部から山部へと変位する位置でエアシリンダ
９を退入動作させることによって第１の外縁カム４に対
する負荷の印加を停止することが行われる。

【００２１】一方、外縁カム４のカム面４ａが谷部から
山部へと変位する位置は、溝カム３の外面カム３ｂと相
反する形状とされたカム面５ａを有する外縁カム５のカ
ム面５ａが山部から谷部へと変位する位置である。その
ため、エアシリンダ９が退入動作するのと同時に、エア
シリンダ１０は進出動作する。その結果、エアシリンダ
１０の進出動作によっては第２の外縁カム５へと負荷が
印加されることになり、この外縁カム５では溝カム３の
回転を促進する方向のトルクが発生する。

【００２２】このようにして外縁カム５で発生したトル
クが、カム軸２を介したうえで溝カム３へと付与される
結果、溝カム３におけるトルク変動は抑制される。な
お、本実施の形態では、エアシリンダ９の退入動作に伴
って外縁カム４に対する負荷の印加が停止され、エアシ
リンダ１０の進出動作に伴って外縁カム５に対して負荷
が印加される場合を説明している。しかし、溝カム３の
溝３ａ内を摺動するカムフォロア６が、外面カム３ｂま
たは内面カム３ｃいずれの変位部分に当接しているかに
よっては、エアシリンダ１０が退入動作して外縁カム５
に対する負荷の印加が停止され、かつ、エアシリンダ９
の進出動作に伴って外縁カム４に負荷が印加されること
になる。

【００２３】（実施の形態２）図３は実施の形態２に係
るカム装置を簡略化して示す斜視図であり、図４はその
バランス用カムとしての溝カムを簡略化して示す側面図
である。なお、図３において図１と同一になる、若しく
は、相当する部品、部分には同一符号を付し、ここでの
詳しい説明は省略する。

【００２４】このカム装置１１は、動作用カムである溝
カム３と、バランス用カムである溝カム１２と、これら
の溝カム３、１２が並列して軸支されたカム軸２とを備
えている。そして、バランス用カムとして機能する溝カ
ム１２は、カムフォロア１３が摺動する溝１２ａを外面
カム１２ｂ及び内面カム１２ｃにて形成してなり、そし
て、溝１２ａの幅に対しカムフォロア１３の直径はやや
小さくしてある。なお、溝１２ａが溝３ａと同一の形状
である必要はなく、溝３ａとは相反する形状とされてい
てもよい。

【００２５】また、カムフォロア１３に対しては、負荷
印加手段として機能するエアシリンダ１４が連結されて
いる。そして、このエアシリンダ１４は、溝カム３、１
２が軸支されたカム軸２の軸心と略直交する方向で進退
動作することにより、カムフォロア１３を介したうえで
バランス用カムである溝カム１２にトルクを発生させる
ものとなっている。

【００２６】すなわち、このカム装置１１では、動作用
カムである溝カム３を構成している外面カム３ｂが谷部
から山部へと変位する部分と対応する位置にあっては、
図４（ａ）で示すように、エアシリンダ１４が退入動作
することとなり、その結果としてバランス用カムである
溝カム１２の外面カム１２ｃを押圧する方向の負荷が印
加される。また、溝カム３を構成している内面カム３ｃ
が谷部から山部へと変位する部分と対応する位置では、
図４（ｂ）で示すように、エアシリンダ１４が進出動作
する結果、溝カム１２の内面カム１２ｂを押圧する方向
の負荷が印加されることになっている。

【００２７】このカム装置１１では、次のような動作が
実行される。まず、動作用カムである溝カム３の溝３ａ
内を摺動するカムフォロア６が、この溝カム３を構成し
ている外面カム３ｂの谷部から山部へと変位する部分と
当接した際には、溝カム３の回転を停止させる方向のト
ルクが作用する。ところが、この場合にあっては、エア
シリンダ１４の退入動作に伴って溝カム１２の外面カム
１２ｃが押圧され、その結果、溝カム３の回転を促進す
る方向のトルクが溝カム１２に発生することになり、こ
のトルクがカム軸２を介して溝カム３へと付与されて、
溝カム３におけるトルク変動が抑制される。

【００２８】また、溝カム３の溝３ａ内を摺動している
カムフォロア６が、内面カム３ｃの谷部から山部へと変
位する部分と当接した場合にも、溝カム３の回転を停止
させる方向のトルクが作用する。そこで、この場合にあ
っては、エアシリンダ１４の進出動作に伴って溝カム１
２の外面カム１２ｂが押圧されることになり、溝カム３
の回転を促進する方向のトルクが溝カム１２に発生する
ことになり、この溝カム１２で発生したトルクがカム軸
２を介して溝カム３へと付与されて、溝カム３における
トルク変動が抑制されることになる。

【００２９】ところで、実施の形態１、２に係るカム装
置１、１１においては動作用カムが溝カム３であるとさ
れているが、動作用カムが溝カム３であるカム装置１、
１１だけが本発明の適用範囲でないことは勿論である。
すなわち、従来の形態における図８で説明したような構
成、つまり、カム面が相反する形状とされた２つの外縁
カム６１，６２を対面させており、かつ、外縁カム６
１，６２それぞれのカム面を摺動するカムフォロア６
３，６４がカム軸６５を介して対向配置された構成と同
様のものを溝カム３に代わる動作用カムとすることも可
能である。

【００３０】

【発明の効果】請求項１に係るカム装置は、動作用カム
の変位部分と対応する位置でバランス用カムに負荷を印
加する負荷印加手段により、動作用カムと同一のカム軸
に軸支されたバランス用カムで動作用カムの回転を促進
させる方向のトルクを付与することが可能となる。した
がって、動作用カムが溝カムなどであったとしても、動
作用カムのトルク変動を確実かつスムーズに抑制できる
という効果が得られる。

【００３１】請求項２に係るカム装置は、負荷印加手段
が進退動作に伴ってバランス用カムにトルクを発生させ
るものとしているので、負荷を印加する方向を容易に変
更できる。また、請求項３に係るカム装置は、製作の容
易な外縁カムを用いてバランス用カムを構成することが
できる。さらに、請求項４に係るカム装置は、バランス
用カムが１つの溝カムとなっているので、２つの外縁カ
ムを用いる場合に比して慣性トルクを抑制することが可
能となり、また部品点数を削減できるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係るカム装置を簡略化して示す
斜視図である。

【図２】そのカム線図である。

【図３】実施の形態２に係るカム装置を簡略化して示す
斜視図である。

【図４】そのバランス用カムを簡略化して示す側面図で
ある。

【図５】従来の形態に係るカム装置を簡略化して示す斜
視図である。

【図６】そのカム線図である。

【図７】従来の形態に係るカム装置の第１変形例を簡略
化して示す側面図である。

【図８】従来の形態に係るカム装置の第２変形例を簡略
化して示す側面図である。

【符号の説明】

１カム装置２カム軸３溝カム（動作用カム）３ａ溝（カム面）４外縁カム（バランス用カム）５外縁カム（バランス用カム）９エアシリンダ（負荷印加手段）１０エアシリンダ（負荷印加手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢尾和基大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3J030 EA01 EC04 3J062 AB31 AB32 AC07 BA25 CC13 CC34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カム軸に軸支された動作用カムと、この
動作用カムと同一のカム軸に軸支されて動作用カムの回
転を促進させる方向のトルクを付与するバランス用カム
とを備えてなり、動作用カムの変位部分と対応する位置
で前記バランス用カムに負荷を印加してトルクを発生さ
せる負荷印加手段を具備していることを特徴とするカム
装置。
【請求項２】負荷印加手段は、カム軸の軸心と略直交
する方向で進退動作することによりバランス用カムにト
ルクを発生させるものであることを特徴とする請求項１
に記載のカム装置。
【請求項３】バランス用カムは同一のカム軸に軸支さ
れた２つの外縁カムからなり、一方の外縁カムは動作用
カムと同一形状のカム面を有し、かつ、他方の外縁カム
は動作用カムと相反する形状のカム面を有していること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカム装置。
【請求項４】バランス用カムはカム軸に配設された１
つの溝カムからなり、この溝カムには動作用カムのカム
面と同一形状若しくは相反する形状の溝が形成されてい
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカム
装置。